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随着我国人口红利的逐渐消失、经济结构的转型升级以及劳动力短缺造成的制造成本的上升触发着国内制造业自动化市场的蓬勃发展,而机器人正是人机共存的未来工厂、“中国制造2025”战略的关键组成部分,同时也是“第三次产业革命”的着力点和重要增长点,因而研制高速度、精准化、稳定性强、低成本的工业机器人是中国制造业转型升级中首先要解决的问题。在食品、医药、3C等行业的生产线上,目前还主要由人力完成分拣、抓放、包装等大量简单重复性操作,普遍存在低效率、高成本、易污染等缺点。而Delta并联机器人因结构简单、整体刚度大、质量轻、高速高精度、控制简单和制造成本低等优势,完全可以代替人工实现上述操作。针对我国制造业自动化发展的需求,本课题进行一定的理论研究、仿真分析和工程实践工作,拟研制一款适用于食品、医药、3C等行业生产线快速抓放操作的Delta并联机器人。本文首先对Delta并联机器人进行运动学和动力学分析,通过机构分析论证了其拥有三维平动和一个方向旋转运动的运动特性,运用解析几何的方法求得位置正逆解的表达式,采用微分变换法获得机器人的雅可比矩阵,运用蒙特卡洛法分析了机器人的工作空间,采用达朗贝尔法建立了Delta并联机器人的逆向动力学模型。其次,以驱动杆、从动杆杆长以及静平台、动平台半径之差为决策变量,以尺寸约束和速度约束为约束条件,以惯性矩阵奇异值全域最大值最小为优化目标,进行结构参数优化设计,通过Matlab编程计算得到较优的结构参数。提出修正型梯形加速度曲线的轨迹和门字形运动路径,并通过Adams和Matlab进行联合仿真实验,结果显示其满足运行时间短且运动平滑无冲击的要求。最后,对Delta并联机器人的运动控制技术和视觉控制技术进行了研究。设计了非PC模式的四轴机器人运动控制器,确定了其ARM+FPGA的多处理器、分布式控制结构。设计了视觉控制系统的整体方案,并解决了目标识别与定位、动态目标跟踪与抓取这两项关键技术,从而实现Delta并联机器人对传送带上的动态目标的实时快速抓取操作。